На рисунке представлена энергетическая схема упругого и неупругого взаимодействия фотона с веществом. При рэлеевском
рассеянии частота отраженного света не меняется. Это "обычное" отражение света от поверхности или из объема вещества. При рамановском рассеянии происходит излучение или, наоборот, поглощение колебания молекулы (фонона в твердом теле). Если при рассеянии частота света уменьшается, такой процесс называется "стоксовское рассеяние". Если, наоборот, частота отраженного света больше, такой процесс называется "антистоксовский".
Верхние уровни, изображенные на рисунке - виртуальные энергетические уровни. Рамановское рассеяние света происходит "мгновенно". Результат рамановского рассеяния - молекула или вещество переходят на другой колебательный уровень, то есть приобретают, или наоборот, теряют колебательную энергию.
По изменению энергии фотона можно судить об изменении энергии молекулы, т.е. о переходе ее на новый энергетический уровень. В спектре отраженного света появляются дополнительные линии. По положению в спектре этих линий можно определить энергии молекулярных колебаний, а, следовательно, и химический состав вещества. Каждое вещество обладает своим уникальным колебательным спектром, то есть набором частот, которые можно получить спектроскопическими методами.